Claims (3)
Patentansprüche: 1. Verfahren zur Durchführung eines automatischen
Ladevorganges von in geschlossenen Räumen angeordneten gasdichten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren,
die vorzugsweise in Unterwasserfahrzeugen, Unterwasserstationen, Flugkörpern oder
Satelliten verwendet werden, unter Verwendung eines von einem elektrischen Netz
gespeisten Ladegerätes zur Erzeugung eines Ladestromes, d a d u r c h gekennzeichnet,
daß während eines Ladungsvorganges die Temperaturen (mob) der Nickel-Cadmium-Akkumulatoren
und die eines Temperatursensors, der eine für den geschlossenen Raum repräsentative
Referenztemperatur (ÖR) abgreift, meßtechnisch ermittelt werden, daß durch Differenzbildung
der ermittelten Temperaturen (6B, dR) ein Temperaturverlauf (ds) errechnet wird,
der unabhängig von äußeren Temperatureinflüssen während der ersten Ladephase einen
endothermen Zustand (Wärme aufnehmenden Zustand) der Akkumulatoren und im weiteren
Verlauf der Ladung einen Umschlag in einen exothermen Zustand (Wärme abgebenden
Zustand) der Akkumulatoren zeigt, und daß durch Differenzierung des Kurvenverlaufes
(ds) eine Zustandsgröße (dsldt) gewonnen wird, die als Kriterium zur Abschaltung
des Ladungsvorganges herangezogen wird. Claims: 1. Method for carrying out an automatic
Charging process of gas-tight nickel-cadmium batteries arranged in closed rooms,
which are preferably in underwater vehicles, underwater stations, missiles or
Satellites are used using one of an electrical network
powered charger to generate a charging current, which is marked by,
that during a charging process the temperatures (mob) of the nickel-cadmium batteries
and that of a temperature sensor which is one representative of the closed space
Reference temperature (ÖR) taps, can be determined by measuring that by forming the difference
a temperature curve (ds) is calculated from the determined temperatures (6B, dR),
which is independent of external temperature influences during the first charging phase
endothermic state (heat-absorbing state) of the accumulators and further
The course of the charge changes to an exothermic state (giving off heat
State) of the accumulators shows, and that by differentiating the curve shape
(ds) a state variable (dsldt) is obtained, which is used as a criterion for shutdown
of the charging process is used.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als
Kriterium zur Abschaltung des Ladevorganges herangezogene Zustandsgröße lf) auch
zur Erkennung von Teilladungszuständen und Abschaltung in Abhängigkeit von dem gewünschten
Ladeergebnis (xO/o einer Volladung) benutzt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the as
Condition variable lf) also used as a criterion for switching off the charging process
for the detection of partial charge states and shutdown depending on the desired
Charge result (xO / o of a full charge) is used.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
nach einer Abschaltung des Ladevorganges ein erneuter Ladevorgang nur dann eingeschaltet
bleibt, wenn das gewünschte Ladeergebnis (x % einer Volladung) einen vorgegebenen
Grenzwert unterschreitet Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
after the charging process has been switched off, a new charging process is only switched on
remains if the desired charging result (x% of a full charge) is a given
The invention relates to a method according to the preamble
of claim 1.
Zur Aufladung von Batterien sind elektrische Ladegeräte allgemein
bekannt. Bei diesen Ladegeräten wird der Ladevorgang manuell oder automatisch dann
beendet, wenn die Batterie voll geladen ist. Als Kriterium für die automatische
Beendigung des Ladevorganges wird regelmäßig die Batteriespannung herangezogen,
die bei vollgeladenen Batterien ansteigt (Gasungsspannung). Anders liegen die Verhältnisse
bei gasdichten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren, deren Temperaturwerte im Verlauf eines
Ladevorganges ansteigen, so daß bei konstantem Ladestrom der Spannungsanstieg gleitend
ist oder ganz fehlt Eine Überladung ist daher nicht ausgeschlossen. Durch eine Überladung
entsteht jedoch im Akkumulatorinneren Wasserstoff, der einen irreversiblen Druckaufbau
in den Zeilen bewirkt und beispielsweise mittels eines Überdruckventils abgebaut
werden kann. Dieses hat allerdings den Nachteil, daß mit einem Überdruckventil ausgerüstete
Akkumulatoren wegen der entstehenden Explosionsgefahr bei einem Entweichen von Wasser-
stoff
nicht in geschlossenen Räumen Anwendung finden können. Ein derartiger Betriebszustand
ist unzulässig. Electric chargers are common for charging batteries
known. With these chargers, the charging process is then manual or automatic
terminated when the battery is fully charged. As a criterion for the automatic
At the end of the charging process, the battery voltage is used regularly,
which increases when the batteries are fully charged (gassing voltage). The situation is different
in the case of gas-tight nickel-cadmium accumulators, their temperature values in the course of a
Increase the charging process, so that the voltage increase is gradual when the charging current is constant
is or is completely absent. Overcharging cannot therefore be ruled out. Because of an overload
However, hydrogen is produced inside the accumulator, which causes an irreversible pressure build-up
effected in the lines and reduced, for example, by means of a pressure relief valve
can be. However, this has the disadvantage that it is equipped with a pressure relief valve
Accumulators because of the danger of explosion if water escapes
material
cannot be used in closed rooms. Such an operating condition
is not allowed.
Es ist ein temperatur- und spannungsgeführtes Ladegerät für gasdichte
Nickel-Cadmium-Akkumulatoren bekannt, bei dem der Ladestrom bei einem Temperaturanstieg
der Akkumulatoren erhöht wird um stets die Entladeschlußspannung nachzuweisen. Auch
dieses Gerät ist für eine Verwendung in geschlossenen Räumen wegen der hohen Ladegerätleistung,
wegen einer starken Temperaturbelastung durch Stromwärmeverluste gerade im Bereich
hoher Temperaturbelastung der Akkumulatoren sowie wegen der Unmöglichkeit der Erzeugung
von Abschaltsignalen für Teilladungszustände nicht geeignet. It is a temperature and voltage controlled charger for gas-tight
Nickel-cadmium batteries are known in which the charging current increases with a rise in temperature
the accumulators is increased in order to always prove the final discharge voltage. Even
This device is for use in closed rooms because of the high charger capacity,
because of a high temperature load due to electricity heat losses, especially in the area
high temperature load on the accumulators and because of the impossibility of generating them
of switch-off signals for partial charge states not suitable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Durchführung
eines automatischen Ladevorganges von gasdichten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren vorzuschlagen,
das eine hohen Sicherheitsanforderungen genügende Anwendung der eingangs genannten
Akkumulatoren in geschlossenen und/oder schwerzugänglichen Räumen ermöglicht. The invention is based on the object of a method for implementation
to propose an automatic charging process for gas-tight nickel-cadmium batteries,
the application of the aforementioned, which satisfies high security requirements
Enables accumulators in closed and / or difficult to access spaces.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Verfahrensmerkmale
von Anspruch 1 gelöst Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
2 und 3 beschrieben. According to the invention, the object is achieved by the characterizing process features
Solved by claim 1 Refinements of the invention are set out in the subclaims
2 and 3.
Die Erfindung gestattet vorteilhafterweise nach wenigen Minuten Ladezeit
eine sichere Sensierung des Energieinhaltes von gasdichten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren,
so daß die Entstehung von Wasserstoff infolge Überladung ausgeschlossen wird. Ein
irreversibler Druckaufbau der gasdichten Zellen wird durch die Erfindung vermieden.
Ein weiterer Vorteil der Erfin. The invention advantageously allows charging time after a few minutes
reliable sensing of the energy content of gas-tight nickel-cadmium batteries,
so that the formation of hydrogen as a result of overcharging is excluded. A
irreversible pressure build-up in the gas-tight cells is avoided by the invention.
Another advantage of the inventor.
dung ist in minimalen Anforderungen an Einrichtungen zum Wärmeabtransport
zu sehen. Durch die Vermeidung von Volladungen der Akkumulatoren ergibt sich vorteilhafterweise
eine Erhöhung der Zyklenzahlen.dung is in the minimum requirements for facilities for heat dissipation
to see. Avoiding full charging of the accumulators results in an advantageous manner
an increase in the number of cycles.
Das Verfahren kann zur Überwachung eines Akkumulatorkollektivs oder
von Einzelzellen herangezogen werden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist somit
in der Gewinnung eines verifizierbaren Signals zur Abschaltung von gasdichten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren
im gesamten Bereich der möglichen Energieinhalte unter Vermeidung hoher Ladeströme
und den damit verbundenen Konsequenzen, wie hoher Ladege.The method can be used to monitor a collective or
can be used by single cells. A particular advantage of the invention is thus
in obtaining a verifiable signal to switch off gas-tight nickel-cadmium batteries
in the entire range of possible energy contents while avoiding high charging currents
and the associated consequences, such as high loading levels.
rätleistung und Temperaturerhöhung durch Stromwärmeverluste, zu sehen.power and temperature increase due to electricity heat losses.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 eine Schaltungsanordnung in Blockschaltbildform zur Durchführung
des Verfahrens und F i g. 2 eine graphische Darstellung der Temperaturverläufe,
die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung eines Abschaltsignales hervorgezogen
werden. In the drawing, an embodiment according to the invention is shown,
namely, Fig. 1 shows a circuit arrangement in block diagram form for implementation
of the procedure and F i g. 2 a graphical representation of the temperature curves,
drawn out according to the inventive method for generating a shutdown signal
will.
In F i g. 1 ist ein von einem elektrischen Netz 1 gespeistes Ladegerät
2 an einen Block 3 von n gasdichten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren mit jeweils m Zellen
angeschlossen, denen über einen Entladeschalter 4 ein Verbraucher 5 nachgeordnet
ist. In Fig. 1 is a charger fed by an electrical network 1
2 to a block 3 of n gas-tight nickel-cadmium batteries, each with m cells
connected to which a consumer 5 is downstream via a discharge switch 4
is.
Sowohl das Ladegerät 2 als auch der Entladeschalter 4 werden von einer
Überwachungszentrale 6 angesteuert, die dafür sorgt, daß das Ladegerät 2 oder der
Entladeschalter 4 in Abhängigkeit von dem Ladezustand der Akkumulatoren ein- bzw.
ausgeschaltet werden.Both the charger 2 and the discharge switch 4 are of a
Control center 6 controlled, which ensures that the charger 2 or the
Discharge switch 4 on or off depending on the state of charge of the batteries.
turned off.